用於低電流消耗集成電路的包括使能端子的輸入連接件的製作方法
2023-08-01 05:47:21
專利名稱：用於低電流消耗集成電路的包括使能端子的輸入連接件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種結合有一個其上包括使能端子的輸入連接件(input pad)的低電流消耗集成電路(IC)，更具體地說，本發明涉及一種IC，其具有一輸入連接件，該輸入連接件同時包括一個使能端子和一個輸入端子以使電流消耗最小。
一般來說，一個典型的集成電路具有一個功能模塊，其中包括多個根據輸入信號執行相應功能的功能區，一個用於將輸入信號傳輸到功能模塊的輸入連接件，和一個用於將經過功能模塊處理的各種信號輸出的輸出連接件。
為了使輸入連接件能夠將輸入信號傳輸到功能模塊，輸入連接件必須包含與一組元器件之一相連的一個輸入端子和與功能模塊相連的一個輸出端子。在集成電路中包括許多這樣的輸入連接件，每個輸入連接件直接或間接地與各個器件相連。
此外，典型的集成電路具有使能能力。為了實現這種能力，將輸入連接件用作一個使能端子，從而使得功能模塊能夠直接從外部接收輸入的使能信號。
但是，為了具有這種使能能力，傳統的集成電路必須將輸入連接件上的至少一個輸入端子指定為使能端子。因此，減少了用於接收輸入信號的輸入端子數量，從而不僅限制了可以使用的輸入端子的數量，而且降低了處理速度。
所以，本發明的一個目的是提供一種能夠同時具有一個信號輸入端子和一個使能端子的輸入連接件。
本發明的另一個目的是提供一種低電流消耗集成電路，該集成電路利用具有一個信號輸入端子和一個使能端子的這種輸入連接件執行省電模式(power-down mode)，在省電模式狀態時將輸入到功能模塊的輸入信號轉換成一種靜態形式，以使功能模塊的電流消耗最小。
為了實現上述目的，根據本發明的一個優選實施例，具有一個使能端子的輸入連接件包括一個用於接收輸入信號的信號輸入端子、一個用於接收省電模式信號的使能系統、和一個使能端子，該使能端子包含一個用於在從信號輸入端子和使能端子同時分別接收到輸入信號和省電模式信號之後進行邏輯運算的邏輯運算單元。
最好是，在省電模式下，可以將省電模式信號輸出為邏輯「高」狀態。所述邏輯運算單元包括用於將一個或非(NOR)門或來自該或非門的輸出反相的反相器，該或非門在同時接收到輸入信號和省電模式信號之後執行邏輯運算。
此外，最好是，在省電模式下，省電模式信號還可以輸出為一個邏輯「低」狀態。邏輯運算單元還包括用於將一個與非門(NAND)或來自該與非門的輸出反相的反相器，該與非門在同時接收到輸入信號和省電模式信號之後執行邏輯運算。
另一方面，根據另一個優選實施例，在省電模式下的動態輸入信號在輸出之前被轉換成一個靜態信號。所以，該集成電路包括一個用於接收作為一個具有一定周期的動態時鐘信號輸入的一個輸入信號的輸入端子；一個用於接收在省電模式下具有預定電平值的省電模式信號的使能端子；一個包含一個邏輯運算單元的輸入連接件，所說邏輯運算單元在信號輸入端子和使能端子同時分別接收到輸入信號和省電模式信號之後執行邏輯運算；和具有一個使能端子的一個輸入連接件，其包括一個根據邏輯運算結果執行相關功能的一個功能模塊。
最好是，在省電模式下，省電模式信號可以輸出為一個邏輯「高」狀態。邏輯運算單元包括用於將一個或非門或來自該或非門的輸出反相的反相器，該或非門在同時接收到輸入信號和省電模式信號之後執行邏輯運算。
此外，最好是，在省電模式下，省電模式信號還可以輸出為一個邏輯「低」狀態。邏輯運算單元還包括用於將一個與非門或來自該與非門的輸出反相的反相器，該與非門在同時接收到輸入信號和省電模式信號或者與非門的一個輸出信號之後執行邏輯運算。
通過以下結合附圖所作的詳細描述可以更好地理解本發明，從而更完整地領會本發明，以及本發明的許多優點，在這些附圖中相同的參考標號指示相同或相似的部件，其中
圖1A為表示一個典型的集成電路(IC)內部結構的局部剖圖1B為一個典型的集成電路的示意圖；圖2為一個現有技術的低電流消耗集成電路的方塊圖；和圖3為本發明的具有一個使能端子的輸入連接件的方塊圖。
下面將參照這些附圖更加詳細地描述優選實施例。
圖1A為表示一個典型的集成電路內部結構的局部剖圖，圖1B為這種集成電路的一個示意圖。
根據這個附圖，典型的集成電路包括一個主體1和一組向外延伸的引線2。此外，在主體1內部有一個晶片，這個晶片包含一個功能模塊3，該功能模塊被劃分成若干用於執行集成電路的相應功能的功能區和用於在外部器件與功能模塊之間傳輸數據的一組輸入/輸出連接件4。每根引線2分別與各個輸入/輸出連接件4相連，每個輸入/輸出連接件4分別通過導線與各個相應的功能模塊3相連。
為了使具有這種結構的集成電路具有使能能力，應當將至少一個輸入連接件4指定為使能端子。因此，由於必須將集成電路有限數量的輸入/輸出連接件4中至少一個指定為使能端子，減少了可以用來接收輸入信號的輸入連接件的數量，從而也降低了處理速度。
此外，為了實現這種使能能力，功能模塊3同時接收從一個輸入連接件輸入的輸入信號和從一個使能端子輸入的使能信號，以便根據所接收的信號執行相應的功能。通常這種信號是由一個主時鐘分頻的動態時鐘信號。這種時鐘信號包含重複的邏輯「高」和邏輯「低」周期。當功能模塊3根據這種輸入信號工作時，相應的功能模塊3消耗3.23毫安的電流(在PDA-only(物理設備地址專用)接口集成電路的驅動電壓為3.3伏特的情況下)。由於即使在相應的部件處於非工作狀態時功能模塊3也繼續消耗同樣數量的電流，因此消耗了大量無用的電流。
為了解決這些問題，集成電路具有一種省電模式。這種省電模式防止了輸入信號輸入到功能模塊3，並根據使用者設定的條件強制性地向功能模塊提供一個恆定的輔助信號(使能信號)以終止工作，這種低電流消耗集成電路表示在圖2中。
根據圖2，功能模塊3包括一個或門6，或門6用於執行輸入的輸入信號A和輸入的省電模式信號P-的邏輯運算，所說輸入信號用於控制功能模塊3的一種工作狀態，所說省電模式信號用於指示省電模式的起始狀態。在執行這些邏輯運算之後，或門6將運算結果輸出到功能模塊3的相應的子功能模塊5中。這種子功能模塊5的必需數量是根據功能模塊3的性能和規模確定的。
具體地說，對於在正常工作模式下具有這種結構的低電流消耗集成電路，由於省電模式信號P-處於邏輯「低」狀態，輸入信號A和或門6的輸出信號具有相同值。在這種情況下，根據輸入信號A控制在功能模塊3中指定的子功能模塊5的工作。
另一方面，當滿足一定條件而啟動省電模式時，省電模式信號處於邏輯「高」狀態。在這種情況下，或門6的輸出值為與輸入信號無關的一個恆定值(邏輯「高」狀態)。結果，由於是將一個恆定值(邏輯「高」)輸入到子功能模塊5，所以功能模塊3處於非工作狀態。
例如，在蜂窩電話的情況下，當使用者按下某一個鍵或接收到一個呼叫信號時，控制器(未示出)傳送一個邏輯「低」狀態的省電模式信號。此外，被使用者按下的按鍵的相應時鐘信號或所接收的呼叫信號被作為輸入信號A輸出到或門6。結果，子功能模塊5可以根據輸入信號A的時鐘信號進行工作。
另一方面，當蜂窩電話已經待機一段預定時間時(例如沒有按下任何按鍵或者沒有接收到任何呼叫信號)，控制器傳送一個邏輯「高」狀態的省電模式信號P-，從而使或門6的輸出維持在與輸入信號A無關的邏輯「高」狀態。結果，子功能模塊5接收一個具有恆定值的信號，從而功能模塊3處於非工作狀態。
如果除了絕對必需的功能以外，蜂窩電話的所有功能都被設定為省電模式，當該電話待機一段預定時間時，它僅僅使絕對必需的功能處於工作狀態。所以，防止了不必要的電流消耗。具體地說，通過提供省電模式信號P-來控制功能模塊3的工作，可以將功能模塊3的電流消耗減少80微安。
但是，這種低電流消耗集成電路在功能模塊3中必須具有或門6，該或門進行輸入信號A和省電模式信號P-的邏輯運算以執行省電模式。所以，由於輸入信號的動態特性，並不能完全實現電流消耗的減少。此外，由於必須將至少一個輸入連接件指定為使能端子，減少了可以用於接收輸入信號的輸入連接件的數量，從而仍然存在可接收輸入信號數量有限和傳輸速度有限的問題。
圖3為表示根據本發明構成的具有一個使能端子的一個輸入連接件的內部結構的方框示意圖。
根據這個圖，本發明的低電流消耗集成電路包括一個用於執行集成電路的相應的功能模塊3。本發明的低電流消耗集成電路還包括一組輸入連接件4，其上具有用於同時接收一個輸入信號A和一個省電模式信號P-的一個信號輸入端子和一個使能端子，和用於進行邏輯運算的一個或門6。
下面更加詳細地描述這種集成電路的工作方式。
同樣地，對於處於正常工作模式的本發明的低電流消耗集成電路，由於省電模式信號P-為邏輯「低」狀態，輸入信號A和或門6的輸出信號具有相同值。在這種情況下，功能模塊3按照輸入信號A工作。
另一方面，當滿足預定條件而啟動省電模式時，省電模式信號處於邏輯「高」狀態。在這種情況下，或門6的輸出值為與輸入信號無關的一個恆定值(邏輯「高」狀態)。結果，由於是將一個恆定值(邏輯「高」)輸入到功能模塊3，所以功能模塊3處於非工作狀態。
再比如，在蜂窩電話的情況下，當使用者按下某一個鍵或接收到一個呼叫信號時，控制器(未示出)傳送一個邏輯「低」狀態的省電模式信號。此外，被使用者按下的按鍵的相應時鐘信號或所接收的呼叫信號被作為輸入信號A輸入到或門6。結果，子功能模塊5可以根據輸入信號A的時鐘信號進行工作。
另一方面，當蜂窩電話已經待機一段預定時間時(例如沒有按下任何按鍵或者沒有接收到任何呼叫信號)，控制器傳送一個邏輯「高」狀態的省電模式信號P-，從而使或門6的輸出維持在與輸入信號A無關的邏輯「高」狀態。結果，功能模塊3接收到一個具有恆定值的信號，從而功能模塊3處於非工作狀態。
輸入連接件4所接收的信號是一個具有預定頻率的動態時鐘形式的信號。但是，在省電模式下，輸入連接件4輸出一個邏輯「高」狀態的恆定靜態形式的信號。當所接收的時鐘信號從邏輯「高」狀態改變到邏輯「低」狀態或者相反時，功能模塊3執行切換操作。在這一切換過程中，電流消耗趨向於增加。但是，由於輸入連接件4的輸出信號為靜態形式，所以在功能模塊3中沒有發生切換。因此，功能模塊3的電流消耗減少到小於1微安(在PDA-only接口集成電路的驅動電壓為3.3伏特的情況下)。換句話說，由於在輸入連接件4中實現了根據省電模式信號P-對省電模式進行控制，使功能模塊3的電流消耗達到最小。
此外，由於本發明的輸入連接件4能夠同時具有輸入端子和使能端子，不需要單獨指定任何輸入連接件4來使能功能模塊3。結果，能夠增加提供給集成電路的輸入信號的數量，進而提高了處理速度。
上面已經描述了利用或門6作為進行邏輯運算的裝置的優選實施例。但是，任何其它形式的運算單元都可以用於滿足本發明的需要。
總之，根據本發明，通過使低電流消耗集成電路的一個輸入連接件同時具有一個信號輸入端子和一個使能端子，可以增加可用輸入端子的數量。所以，可以提高處理速度。此外，通過採用這種輸入連接件來實現省電模式，在省電模式下傳送給功能模塊的信號被轉換成靜態形式。從而，使功能模塊的電流消耗達到最小。
雖然已經結合優選實施例描述了本發明，但是應當理解對於本領域的其它技術人員來說，在不脫離本發明的構思和權利要求的保護範圍的前提下，還可以作出各種改進和等價替換裝置。然而，與本發明有關的任何引用和改進都不超出本發明的範圍。
權利要求
1.一種具有一個使能端子的輸入連接件，包括用於接收輸入信號的一個信號輸入端子；用於接收省電模式信號的一個使能端子；和用於在所說的信號輸入端子和所說的使能端子同時分別接收一個輸入信號和一個省電模式信號之後進行邏輯運算的一個邏輯運算單元。
2.如權利要求1所述的具有一個使能端子的輸入連接件，其特徵在於在省電模式下，所說省電模式信號輸出為邏輯「高」狀態，其中所說的邏輯運算單元包括用於在同時接收到所說輸入信號和所說省電模式信號之後進行邏輯運算的一個或非門；和用於將所說或非門的邏輯輸出反相的一個反相器。
3.如權利要求1所述的具有一個使能端子的輸入連接件，其特徵在於在省電模式下，所說省電模式信號輸出為邏輯「低」狀態，其中所說邏輯運算單元包括用於在同時接收到所說輸入信號和所說省電模式信號之後進行邏輯運算的一個與非門；和用於將所說與非門的邏輯輸出反相的一個反相器。
4.一種應用於低電流消耗集成電路中用於將動態輸入信號轉換為靜態輸入信號的具有一個使能端子的輸入連接件，包括用於接收動態輸入信號的一個輸入端子；用於在省電模式下接收具有指定電平值的一個省電模式信號的一個使能端子；具有一個邏輯運算單元的一個輸入連接件，所說邏輯運算單元在所說信號輸入端子和所說使能端子分別同時接收到一個輸入信號和一個省電模式信號之後進行邏輯運算；和用於根據從所說輸入連接件輸出的邏輯運算結果執行相應功能的一個功能模塊。
5.如權利要求4所述的應用於低電流消耗集成電路的具有一個使能端子的輸入連接件，其特徵在於在省電模式下，所說省電模式信號輸出為一個邏輯「高」狀態，其中所說邏輯運算單元包括用於在同時接收到所說輸入信號和所說省電模式信號之後進行邏輯運算以輸出具有指定電平值的邏輯運算結果的一個或非門；和用於將所說或非門的邏輯輸出反相的一個反相器。
6.如權利要求4所述的應用於一個低電流消耗集成電路的具有一個使能端子的輸入連接件，其特徵在於在省電模式下，所說省電模式信號輸出為邏輯「低」狀態，其中所說邏輯運算單元包括用於在同時接收到所說輸入信號和所說省電模式信號之後進行邏輯運算以輸出具有指定電平值的邏輯運算結果的一個與非門；和用於將所說與非門的邏輯輸出反相的一個反相器。
全文摘要
一種輸入連接件,包括用於接收輸入信號的一個輸入信號端子、用於接收省電模式信號的一個使能端子、和具有一個邏輯運算單元的一個使能端子,所說邏輯運算單元在輸入端子和使能端子分別接收到輸入信號和使能端子之後進行運算。這種輸入連接件應用於具有有限數量輸入連接件的低電消耗集成電路,用以增加可以用來接收輸入信號的輸入連接件,從而提高處理速度。
文檔編號H03K19/00GK1181644SQ97120019
公開日1998年5月13日 申請日期1997年10月10日 優先權日1996年10月11日
發明者金浚九, 李興稙 申請人:三星電子株式會社